Thèse soutenue

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Auteur / Autrice : Francesco Pastorelli
Direction : Nicolas BonodJordi Martorell
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Optique, Photonique et Traitement d’Image
Date : Soutenance le 09/12/2013
Etablissement(s) : Aix-Marseille en cotutelle avec Universitat politècnica de Catalunya - BarcelonaTech
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
Jury : Président / Présidente : Riccardo Sapienza
Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Bonod, Jordi Martorell, Jérôme Plain, Guillaume Demésy
Rapporteurs / Rapporteuses : Jérôme Plain

Résumé

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La rareté grandissante des ressources en énergie associée à une augmentation de la pollution font partie des enjeux plus importants de ce siècle. Cette thèse décrira brièvement ces deux problématiques et proposera un plan d’action combinant économie d’énergie et diversité des sources d’énergies renouvelables. Parmi les formes d’énergies renouvelables disponibles, l’énergie solaire est la plus abondante. Pour faire de l’énergie solaire une ressource plus durable et plus rentable économiquement, nous proposons d’amplifier les propriétés optiques de cellules solaires en couches minces. Dans cette catégorie, les cellules solaires organiques représentent un choix pertinent de part la faible quantité de matériau nécessaire ainsi que la faible énergie nécessaire au procédé de fabrication. Cette technologie peut être légère, transparente et flexible de sorte qu’elle peut être utilisée dans différentes solutions. Suivra la théorie sous-jacente à ces dispositifs et l’explication de la manière dont leurs performances sont améliorées. Nous présenterons quelques exemples où l’on collecte la radiation solaire avec une antenne optique. Ainsi, nous faisons la toute première démonstration d’une antenne auto-assemblée qui couple efficacement la lumière dans le matériau constituant la couche mince que nous utilisons. Finalement, nous développons le concept de cellules photovoltaïques intégrées en présentant différents cas de façades solaires. Ces travaux nous ont permis de concevoir et de fabriquer une cellule solaire organique transparente avec une transparence dans le visible de 20% et une efficacité de conversion photon-électron améliorée.